Konstantstromquelle

Konstantstromquelle für Leuchtdioden

3. November 2010 Keine Kommentare

Leuchtdioden sind auch unter der Abkürzung LEDs bekannt. Handelsübliche Leuchtdioden sind elektronische Halbleiter Bauelemente, die unter Anderem zur Beleuchtung von Flachbildschirmen eingesetzt werden. Auch im Beleuchtungssegment setzen heute immer mehr Hausbesitzer und Innenausstatter auf stromsparende LEDs.

Leuchtdioden werden oft mithilfe einer Konstantstromquelle betrieben. Konstantstromquellen machen einen Strom konstanten Niveaus nutzbar, auch wenn sich der elektrische Widerstand ändert. Diese Art der Stromversorgung wird auch als eingeprägter Strom bezeichnet.

Die Helligkeit von LEDs wächst mit der Leistungsaufnahme an. Die Temperatur der LEDs bleibt bei einer konstanten Halbleitertemperatur annähernd gleich. Die Leuchtdioden werden nicht direkt an eine Spannungsquelle wie eine Batterie angeschlossen.

LEDs werden am einfachsten über einen Vorwiderstand betrieben. Der Wirkungsgrad unterscheidet sich hierbei nicht von dem einer linearen Konstantstromquelle. Nachteilig wirkt sich beim Betrieb von LEDs mit einem Vorwiderstand aber die hohe Variabilität des Stroms aus. Häufig werden Leuchtdioden auch mit einer Konstantstromquelle betrieben, wobei der Vorwiderstand entfällt. Diese Konstantstromquellen werden mithilfe von Transistoren oder integrierten Schaltkreisen realisiert und ermöglichen weite Spannungsbereiche. Es gibt neben einem Vorwiderstand und einer Konstantstromquelle auch noch die Möglichkeit, LEDs über einen Schaltregler zu betreiben oder die Netzspannung zu nutzen. Zum Betrieb einer Leuchtdioden mit Netzspannung wird ein Gleichrichter oder alternativ ein Vorschaltkondensator benötigt.

Konstantstromquelle

Konstantstromquelle für Schaltungen

13. Oktober 2010 Keine Kommentare

Konstantstromquellen versorgen einen Stromkreis mit Strom eines konstanten Niveaus. Dabei spielt der elektrische Widerstand keine Rolle. Konstanter Strom wird auch als eingeprägter Strom bezeichnet. Eingeprägter Strom verhält sich bei genauer Betrachtung aber nicht immer zwingend konstant: Wechselstrom unterliegt verschiedenen Frequenzen. Allerdings handelt es sich auch bei eingeprägtem Strom als Wechselstrom um einen vom Widerstand unabhängigen Wert. Bei einer Wechselschaltung wird eine Reihenschaltung verwendet. Geeignete Schaltungen für konstanten Strom als Gleichstrom sind Konstantstromquellen und Stromspiegel.

Eingeprägter Strom ist relevant für Labornetzteile, deren Ausgangsspannung und Strombegrenzung eingestellt werden kann. Wenn der Maximalstrom nicht erreicht wird, ist der Ausgangswiderstand niedrig. Dabei unterliegt die Spannung nicht der Belastung, womit von einer eingeprägten Spannung gesprochen wird. Erreicht der Ausgangsstrom aber den maximalen Widerstand, nutzt das Gerät den konstanten Ausgangsstrom. Auch bei einem Kurzschluss wird das konstante Ausgangsniveau nicht überschritten.

Es gibt verschiedene Schaltungen für Gleichstromquellen. Dazu gehören Biopolartransistoren, die durch einen Spannungsteiler aus zwei Widerständen eine konstante Spannung halten. Eine weitere Möglichkeit bietet ein Feldeffekttransistor, der aus einem selbstleitenden Transistor besteht. Auch Operationsverstärker lassen sich als Gleichstromquelle nutzen. Konstantstromquellen als integrierte Schaltungen für geringe Ströme im Bereich von Milliampere lassen sich ebenfalls realisieren. Eine weitere Möglichkeit bietet auch die PTAT Stromquelle oder die UBE-Konstantstromquelle. Konstantstromquellen versorgen unter Anderem Leuchtdioden (LEDs) mit Strom.

Konstantstromquelle

Einstellbare Konstantstromquelle

29. September 2010 Keine Kommentare

Eine Konstantstromquelle versorgt einen Stromkreis unabhängig vom elektrischen Widerstand konstant mit Strom. Dieser Strom wird auch als eingeprägter Strom bezeichnet. Konstantstromquellen werden als Wechselstromquelle und Gleichstromquelle umgesetzt. Die meisten Konstantstromquellen sind als Gleichstromquelle konzipiert, die elektronische Schaltungen darstellen.

Konstantstromquellen können mit einem Bipolartransistor realisiert werden. Auch eine Umsetzung als Zweipol über einen Feldeffekttransistor ist möglich. Dieser besteht aus einem selbstleitenden Transistor und einem Widerstand. Diese Konstantstromquelle ist bereits als fertiges Bauteil im Fachhandel erhältlich. Eine Konstantstromquelle kann auch mithilfe eines Operationsverstärkers umgesetzt werden.

Konstantstromquellen als integrierte Schaltung sind zweipolig und auf verschiedene Ströme im Bereich Milliampere ausgelegt. Längsregler-Schaltkreise können ebenfalls auf eine Konstantstromquelle ausgelegt werden. PTAT-Stromquellen liefern den Strom, der sich proportional zur Temperatur ändert.

Die Konstantstromquelle wird immer dann benötigt, wenn der Strom konstant fließen muss – auch bei einer Spannungsänderung. Da sich Widerstände hierzu nicht eignen, wird die Konstantstromquelle in einer der möglichen Bauweisen umgesetzt. Der Strom wird in einer Konstantstromquelle mithilfe einer Last konstant gehalten, wobei Spannungsänderungen ausgeglichen werden. Die verschiedenen Bauweisen für Konstantstromquellen unterscheiden sich anhand ihrer Betriebsspannung und der Präzision. Die Schaltungen reichen von einfachen Modellen wie J-FET bis zu komplex aufgebauten Konstantstromquellen mit Schaltregler oder Linerarregler.

Konstantstromquelle, Stromquelle

LED Konstantstromquelle

28. April 2010 Keine Kommentare

Die LED-Konstantstromquelle versorgt Leuchtdioden (LED) mit Strom. Konstantstromquellen speisen in den Stromkreislauf konstant Strom ein, wobei der elektrische Widerstand keinen Einfluss ausübt. In der Praxis werden mit einer LED-Konstantstromquelle also Stromschwankungen vermieden, welche die sensiblen Leuchtdioden beschädigen könnten.

LEDs werden heute vielseitig eingesetzt und verbrauchen deutlich weniger Strom als eine Glühlampe. Neben ihrer langen Lebensdauer spricht auch die niedrige Wärmeentwicklung für den Einsatz von LED-Leuchten. Leuchtdioden werden nicht direkt an die Spannungsquelle angeschlossen, die sie mit Strom versorgt, sondern über einen Vorwiderstand. Alternativ zu einem Vorwiderstand können Leuchtdioden auch über eine Konstantstromquelle betrieben werden. Eine Konstantstromquelle kann über geeignete Transistoren und integrierte Schaltkreise realisiert werden. Auch ein einfacher Linearregler, meist ein Sperrschicht-Feldeffekttransistor, kann in Serie mit einer Leuchtdiode mit der Spannungsquelle gekoppelt werden.

Im Fachhandel werden LED-Konstantstromquellen in Form kleiner Platinen angeboten, die mit dem Lötkolben angeschlossen werden. Die LED-Konstantstromquelle hat eine Abmessung von wenigen Zentimetern und ist als Platine nicht viel größer als ein kleines ein Cent-Stück. An die kleinen Platinen können auch mehrere LEDs angeschlossen werden, die mit unterschiedlicher Spannung betrieben werden. Die Konstantstromquellen werden unter Anderem für 20, 60 und 80 Milliampere angeboten. Auch für Power-LEDs sind vergleichbare Platinen erhältlich, die auf deutlich erhöhte Stromstärken ausgelegt sind. Unter Verwendung einer Konstantstromquelle kann zum Betrieb von LEDs immer auf einen Vorwiderstand verzichtet werden. Die Gleichspannung sorgt für eine gleichbleibende Helligkeit der Leuchtdioden, deren Lichtausbeute immer von der Stromstärke abhängig ist.